WO2013013764A2 - Verfahren und system zur herstellung einer elektrochemischen zelle und batterie mit einer anzahl dieser elektrochemischen zellen - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung elektrochemischer Zellen (1 ) für eine Batterie weist die Schritte auf: (S4) Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) an eine Walzvorrichtung (10), (S5) Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) mit rollierenden Walzen (11,12) und vorzugsweise (S5a) Absiegeln eines an dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle (1) seitlich angeordneten ersten Reservebereiches (2), (S6) Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) an eine erste Messvorrichtung (13), (S7) Erfassen von Parameterdaten (DPar.) des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1), (S8) Übermitteln der Parameterdaten (DPar.) an eine Steuereinheit (14), (S9) Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) zu den Parameterdaten (DPar. ), vorzugsweise Abspeichern der Parameterdaten (DPar.) zu dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle (1), (S10) Bestimmen mittels der Steuereinheit (14), ob für das den Parameterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemischen Zelle (1 ) eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte (WPar., WPar.1, WPar.2, WPar.3, WPar.4, WPart.5) vorliegt, und (S11 ) Durchführen einer ersten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1), wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar., WPar.1, WPar.2, WPar.3, WPar.4, WPart.5) bestimmt worden ist, und vorzugsweise Durchführen einer zweiten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ), wenn ein Nicht-Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar., WPar.1, WPar.2, WPar.3, WPar.4, WPart.5) bestimmt worden ist.

Description

Verfahren und System zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle und Batterie mit einer Anzahl dieser elektrochemischen Zellen
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle sowie eine Batterie mit einer Anzahl nach diesem Verfahren hergestellten elektrochemischen Zellen. Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 201 1 108 190.2 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
Elektrochemische Energiespeicher, im Folgenden auch als elektrochemische oder galvanische Zellen bezeichnet, werden häufig in der Form stapelbarer Einheiten hergestellt, aus denen durch Zusammenfassung einer Mehrzahl solcher Zellen Batterien für verschiedene Anwendungen, insbesondere für einen Einsatz in elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen hergestellt werden können. Die Erfindung wird in Bezug auf den Einsatz in einem Kraftfahrzeug beschreiben, wobei allerdings darauf hinzuweisen ist, dass ein derartiges Verfahren und eine entsprechend ausgestaltete elektrochemische Zelle auch unabhängig von Kraft- fahrzeugen z. B. in einem stationären Einsatz betrieben werden kann.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Systeme zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle, entsprechende elektrochemische Zellen und Batterien mit einer Anzahl elektrochemischer Zellen bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Ver- fahren und ein verbessertes System zur Herstellung elektrochemischer Zellen sowie eine Batterie mit einer Anzahl entsprechend hergestellter elektrochemischer Zellen bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung elektrochemischer Zellen nach Anspruch 1 , ein System zur Herstellung elektrochemischer Zellen nach Anspruch 15 und durch eine Batterie nach Anspruch 20 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Bei einem Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen für eine Batterie wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Herstellungsverfahren folgende Schritte aufweist: ein Zuführen eines Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Walzvorrichtung, ein Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle mit rollierenden Walzen, vorzugsweise ein Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle in Richtung eines an der elektrochemischen Zelle seitlich angeordneten ersten Reservebereiches und vorzugsweise ein Absiegeln des ersten an dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle seitlich angeordneten Reservebereiches, ein Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Messvorrichtung, ein Erfassen von Parameterdaten der des Vorproduktes elektrochemischen Zelle zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, ein Übermitteln der Parameterdaten an eine Steuereinheit, ein Zuweisen des Vor- Produktes der elektrochemischen Zelle zu den Parameterdaten, vorzugsweise ein Abspeichern der Parameterdaten zu dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle, ein Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob für das den Parameterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemischen Zelle eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte vor- liegt, und ein Durchführen einer ersten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist, und vorzugsweise Durchführen einer zweiten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, wenn ein Nicht-Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist. Ein Vorteil dieses Herstellungsverfahrens liegt darin, dass für das Vorprodukt der elektrochemischen Zellen gezielt nachfolgende Behandlungen zur Erhöhung der Güte und der Ausbeute bestimmt werden können. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass mittels des Walzens und des Absiegeln eines ersten Reservebereiches unerwünschte Gase besser aus dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle entfernt werden können.
Unter einer elektrochemischen Zelle soll in diesem Zusammenhang ein elektrochemischer Energiespeicher verstanden werden, also eine Einrichtung, die Energie in chemischer Form speichern, in elektrischer Form an einen Verbraucher abgeben und vorzugsweise auch in elektrischer Form aus einer Ladeeinrichtung aufnehmen kann. Wichtige Beispiele für solche elektrochemischen Energiespeicher sind galvanische Zellen oder Brennstoffzellen. Die elektrochemische Zelle weist wenigstens eine erste und eine zweite Einrichtung zur Speicherung elektrisch unterschiedlicher Ladungen, sowie ein Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung dieser beider genannten Einrichtungen auf, wobei Ladungsträger zwischen diesen beiden Einrichtungen verschoben werden können. Unter dem Mittel zur Herstellung einer elektrischen Wirkverbindung ist z. B. ein Elektrolyt zu verstehen, welcher als lonenleiter wirkt. Unter einem Vorprodukt einer elektrochemischen Zelle soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine bereits mit einer Umhüllung versehener Elektrodenanordnung verstanden werden. Unter der Umhüllung ist in diesem Zusammenhang eine Einrichtung zu verstehen, welche auch den Austritt von Chemikalien aus der Elektrodenanordnung in die Umgebung verhindert. Weiter kann die Umhüllung die chemischen Bestandteile der Elektrodenanordnung vor unerwünschter Wechselwirkung mit der Umgebung schützen. Bevorzugt schützt die Umhüllung die Elektrodenanordnung vor dem Zutritt von Wasser oder Wasserdampf aus der Umgebung. Die Umhüllung ist bevorzugt folienartig ausgebildet. Die Umhüllung soll den Durchtritt von Wärmeenergie möglichst wenig beeinträchtigen. Bevorzugt weist die Umhüllung wenigstens zwei Formteile auf. Unter einer Elektrodenanordnung ist in diesem Zusammenhang die Anordnung wenigstens zweier Elektroden und einem dazwischen angeordneten Elektrolyt zu verstehen. Der Elektrolyt kann teilweise von einem Separator aufgenommen sein. Dann trennt der Separator die Elektroden. Die Elektrodenanordnung dient auch zum Abspeichern chemischer Energie und zu deren Wandlung in elektrische Energie. Im Fall einer wiederaufladbaren galvanischen Zelle ist die Elektrodenanordnung auch zur Wandlung von elektrischer in chemische Energie in der Lage. Bevorzugt sind die Elektroden plattenförmig oder folienartig ausgebildet. Bevorzugt sind bei der Elektrodenanordnung die Elektroden stapeiförmig angeordnet. Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform können die Elektroden auch aufgewickelt sein. Bevorzugt kann die Elektrodenanordnung Lithium oder ein anderes Alkalimetall auch in ionischer Form aufweisen.
Unter Parameterdaten soll in diesem Zusammenhang nicht nur eine Mehrzahl an Parameterdaten, sondern gegebenenfalls auch ein einzelnes Parameter- datum verstanden werden. Dementsprechend soll in diesem Zusammenhang unter vorbestimmten Parameterwerten nicht nur eine Anzahl an vorbestimmten Parameterwerten, sondern gegebenenfalls auch ein einzelner vorbestimmter Parameterwert verstanden werden.
Bevorzugt weist bei dem Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen der Schritt des Erfassens von Parameterdaten mindestens einen der folgenden Erfassungsschritte aufweist: ein Erfassen einer Änderung des Innenwiderstandes des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle nach Anlegen eines Druckes, insbesondere auf Seitenflächen der vorzugsweise flach ausgestalteten elektrochemischen Zelle, ein Erfassen eines Innenwiderstandes des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, ein Erfassen einer Härte des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, ein Erfassen eines Innendruckes des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, ein Erfassen einer Ruhespannung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, ein Erfassen einer Kapazität des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle oder ein Erfassen innerer Strukturen des Vorproduktes elektrochemischer Zellen mittels eines Röntgenverfahrens. Insbesondere die Änderung des Innenwiderstandes des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle nach Anlegen eines Druckes auf Seitenflächen des Vorproduktes elektrochemischer Zellen oder die Härte des Vorproduktes elektrochemischer Zellen haben sich als bevorzugte Parameter für die Beurteilung der Güte der Vorprodukte elektrochemischer Zellen bzw. für die Bestimmung nachfolgender Behandlungen der Vorprodukte elektrochemischer Zellen erwiesen. Wenn an ein Vorprodukt der elektrochemischen Zelle ein Druck angelegt wird und das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle nachgibt, ändert sich der Innenwiderstand. Daher kann ein Druck an das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle angelegt und die Änderung des Innenwiderstandes gemessen werden. Die Vorprodukte der elektrochemischen Zellen, die relativ hart sind und deren Innenwiderstand sich nach Anlegen eines Druckes auf die Seitenflächen wenig verändert, gasen nach dem Verschließen nicht mehr aus. Über die Änderung des Innenwiderstand in Bezug auf die Druckänderung kann somit eine besonders einfache Zuordnung der Vorprodukte der elektrochemische Zelle zu verschiedenen Arten der Güte und damit zu entsprechenden nachfolgenden Behandlungen erfolgen.
Unter einer flachen elektrochemischen Zelle soll in diesem Zusammenhang eine elektrochemische Zelle verstanden werden, deren äußere Form durch zwei im wesentlichen parallele Flächen charakterisiert ist, deren senkrechter Abstand voneinander kürzer ist als die parallel zu diesen Flächen gemessene mittlere Länge der Zelle. Zwischen diesen Flächen sind, häufig umhüllt von einer Verpackung oder einem Zellgehäuse, die elektrochemisch aktiven Bestandteile der Zelle angeordnet. Solche Zellen sind häufig von einer mehrschichtigen Folien- Verpackung umgeben, die an den Rändern der Zellenverpackung eine Siegelnaht aufweist, die durch ein dauerhaftes Verbinden oder Schließen der Folienverpackung im Bereich der Siegelnaht gebildet ist. Derartige Zellen werden häufig auch als Pouch-Zellen oder als Coffeebag-Zellen bezeichnet.
Bevorzugt weist der Schritt des Bestimmens mittels der Steuereinheit min- destens einen der folgenden Bestimmungsschritte auf: ein Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte erste Parameterwerte aufweisen und/oder ein Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte zweite Parameterwerte nicht aufweisen.
Bevorzugt weist der Schritt des Bestimmens mittels der Steuereinheit min- destens einen der folgenden Bestimmungsschritte auf: ein Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte dritte Parameterwerte überschreiten und/oder ein Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte vierte Parameterwerte unterschreiten.
Besonders bevorzugt weist der Schritt des Bestimmens mittels der Steuereinheit auf: ein Bestimmen, ob die Parameterdaten sich innerhalb mindestens eines vorbestimmten Parameterwertebereiches um einen vorbestimmten fünften Parameterwert befinden.
Bevorzugt weist das Durchführen der vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte auf: ein erneutes Durchführen nachfolgend aufgeführter Schritte, wenn ein Nicht- Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist: ein Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Walzvorrichtung, ein Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle mit rollierenden Walzen und vorzugsweise ein Absiegeln eines an dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle seitlich angeordneten zweiten Reservebereiches, ein Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an die Messvorrichtung, ein Erfassen von Parameterdaten des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung für das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle, ein Übermitteln der Parameterdaten an eine Steuereinheit, ein Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zu den Parameterdaten, vorzugsweise ein Abspeichern der Parameterdaten zu dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle, ein Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob für das den Parameterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemische Zelle eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte vorliegt, und ein Weiterführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an nachfolgende Fertigungsstationen, wenn in dem Schritt ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist, oder ein Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Reparaturstation, wenn in dem Schritt ein Nicht- Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten bestimmt worden ist.
Bevorzugt weist das Durchführen der vorbestimmten Behandlung des Vor- produktes der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von mindestens einem Ergebnis der Bestimmungsschritte auf: ein Weiterführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an nachfolgende Fertigungsstationen, wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist. Bevorzugt weist das Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen vor dem Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an die Walzvorrichtung ein Anladen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle auf und besonders bevorzugt weist das Verfahren folgende Schritte auf: ein Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine zweite Messvorrichtung, ein Er- fassen von Parameterdaten des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, ein Übermitteln der Parameterdaten an eine zweite Steuereinheit, ein Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zu den Parameterdaten, vorzugsweise ein Abspeichern der Parameterdaten zu dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle, ein Bestimmen mittels der zweiten Steuereinheit, ob für das den Parameterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemischen Zelle eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte vorliegt, und ein Durchführen einer dritten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist, und vorzugsweise ein Durchführen einer vierten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, wenn ein Nicht-Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist.
Bevorzugt weist das Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen vor dem Schritt des Anladens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle auf: ein Altern des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, insbesondere Tempern des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle und besonders bevorzugt weist das Verfahren weiterhin folgende Schritte auf: ein Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine dritte Messvorrichtung, ein Erfassen von Parameterdaten des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung für das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle, ein Übermitteln der Parameterdaten an eine dritte Steuereinheit, ein Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zu den Parameterdaten, vorzugsweise ein Abspeichern der Parameterdaten zu dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle, ein Bestimmen mittels der dritten Steuereinheit, ob für das den Parameterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemischen Zelle eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte vorliegt, und ein Durchführen einer fünften vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist, und vorzugsweise ein Durchführen einer sechsten vorbestimmten Behandlung des Vor- Produktes der elektrochemischen Zelle, wenn ein Nicht-Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist.
Bevorzugt weist das Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen vor dem Schritt des Alterns des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle einen Schritt des Aufbringens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle auf einen Werkstückträger auf.
Bevorzugt weist bei dem Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen der Schritt des Durchführens der ersten vorbestimmten Behandlung des Vor- Produktes der elektrochemischen Zelle auf: ein Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Anladevorrichtung, ein Durchführen eines zweiten Anladens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, ein Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Walzvorrichtung, ein Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, ein Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Messvorrichtung, ein Erfassen von Parameterdaten der elektrochemischen Zelle zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, ein Übermitteln der Parameterdaten an eine Steuereinheit, ein Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zu den Parameter- daten, vorzugsweise Abspeichern der Parameterdaten zu dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle, ein Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob für das den Parameterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemischen Zelle eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte vorliegt, ein Durchführen einer siebten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist, und vorzugsweise ein Durchführen einer achten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, wenn ein Nicht-Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameter- daten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist.
Besonders bevorzugt weist bei dem Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen der Schritt des Durchführens der siebten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle auf: ein Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Alterungsvorrichtung, ein Durchführen eines zweiten Alterns der elektrochemischen Zelle, ein Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Walzvorrichtung, ein Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, ein Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Messvorrichtung, ein Erfassen von Parameterdaten des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, ein Übermitteln der Parameterdaten an eine Steuereinheit, ein Zuweisen der elektrochemischen Zelle zu den Parameterdaten, vorzugsweise Abspeichern der Parameterdaten zu dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle, ein Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob für das den Para- meterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemischen Zelle eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte vorliegt, ein Durchführen einer neunten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Para- meterwerte bestimmt worden ist, und vorzugsweise ein Durchführen einer zehnten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, wenn ein Nicht- Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist.
Weiterhin weist bevorzugt bei dem Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen der Schritt des Durchführens der neunten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle auf: ein Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Formierungsvorrichtung und ein Durchführen einer Formierbehandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle. In diesem Zusammenhang weist besonders bevorzugt der Schritt des Durch- führens einer Formierbehandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle auf: ein Durchführen eines ersten Formierens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle in einem Bereich von 25 bis 40 % der Nennkapazität, ein Durchführen eines zweiten Formierens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle in einem Bereich von 75 bis 90 % der Nennkapazität und ein Durchführen eines dritten Formierens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle auf 100 % der Nennkapazität. Besonders bevorzugt weist das Herstellungsverfahren nach dem Schritt des ersten Formierens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle auf: ein Durchführen einer ersten optischen Inspektion des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle und ein Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle in Abhängigkeit von dem Ergebnis der ersten optischen Inspektion.
Nach einem zweiten Gesichtspunkt wird für ein System zur Herstellung elektrochemischer Zellen die Aufgabe dadurch gelöst, dass das System aufweist: eine Walzvorrichtung mit rollierenden Walzen ausgestaltet zum Walzen eines Vorproduktes der elektrochemischen Zellen und insbesondere zum Ab- oder Aus- rollen des Vorproduktes der elektrochemischen Zellen, ein erste Zuführungsvorrichtung ausgestaltet zum Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zellen an die Walzvorrichtung, ein Messvorrichtung ausgestaltet zum Erfassen von Parameterdaten des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung für die elektro- chemische Zelle, eine zweite Zuführungsvorrichtung ausgestaltet zum Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zellen an die Erfassungsvorrichtung, eine Steuereinheit, an welche die erfassten Parameterdaten des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle übermittelt werden und welche ausgestaltet ist, ein Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zu den Parameter- daten, vorzugsweise ein Abspeichern der Parameterdaten zu dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle durchzuführen, wobei die Steuereinheit weiterhin ausgestaltet ist, zu bestimmen, ob für das den Parameterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemischen Zelle eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte vorliegt, und eine erste vorbestimmte Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle durchzuführen, wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist, und vorzugsweise eine zweite vorbestimmte Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle durchzuführen, wenn ein Nicht-Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte bestimmt worden ist. Bevorzugt ist die Messvorrichtung zu Erfassung mindestens eines der folgenden Parameter ausgestaltet ist: Änderung des Innenwiderstandes des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle nach Anlegen eines Druckes, insbesondere Änderung des Innenwiderstandes nach Anlegen eines Druckes auf Seitenflächen des Vorproduktes der vorzugsweise flach ausgestalteten elektrochemischen Zelle, Innenwiderstand des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, Härte des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, Innendruck des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, Ruhespannung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle, Kapazität des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle oder innere Strukturen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle.
Bevorzugt weist das System zur Herstellung elektrochemischer Zellen eine An- ladevorrichtung für die elektrochemische Zelle und/oder eine Alterungsvorrichtung für das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle, insbesondere eine Tempervorrichtung für das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle auf. Bevorzugt weist das System zur Herstellung elektrochemischer Zellen eine Ab- siegelvorrichtung auf, die zum Absiegeln eines ersten und/oder eines zweiten Reservebereiches der elektrochemischen Zellen ausgestaltet ist.
Nach einem dritten Gesichtspunkt wird für eine Batterie die Aufgabe dadurch gelöst, dass deren elektrochemischen Zellen nach einem der vorstehend aufge- führten Herstellungsverfahren und/oder mit einem der vorstehend aufgeführten Herstellungssysteme hergestellt worden sind.
Im Folgenden werden Gesichtspunkte der Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und mit Hilfe von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Vorproduktes einer elektro- chemischen Zelle nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines System zur Herstellung elektrochemischer Zellen nach der vorliegenden Erfindung, Fig. 3 ein Ablaufdiagramm für ein Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 4 eine Detaildarstellung zu dem Ablaufdiagramm für das Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen,
Fig. 5 eine Darstellung bevorzugter Schritte bei der Erfassung von Parameterdaten,
Fig. 6 eine Darstellung bevorzugter Schritte bei einer Bestimmung, ob vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte vorliegen,
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm für einen Teilabschnitt des Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, Fig. 8 eine Darstellung eines mit A bezeichneten Abschnittes aus dem in
Fig. 7 gezeigten Ablaufdiagramm,
Fig. 9 eine Darstellung eines mit B bezeichneten Abschnittes aus dem in
Fig. 7 gezeigten Ablaufdiagramm und
Fig. 10 ein Ablaufdiagramm zum Formieren elektrochemischer Zellen.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Vorproduktes einer elektrochemischen Zelle 1 nach der vorliegenden Erfindung. Das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 weist einen aktiven Bereich 7, eine Zellenverpackung 6, die den aktiven Bereich 7 umgibt, und einen ersten Stromableiter 8 und einen zweiten Stromableiter 9 auf. Bevorzugt weist das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 einen ersten Reservebereich 2 auf, der seitlich an der elektrochemischen Zelle 1 angeordnet ist, so dass durch geeignete erste Walzvorgänge sich eventuell in dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 befindende Gase in einen ersten Gaseinschluss 4 in dem ersten Reservebereich 2 getrieben werden können, wobei der erste Reservebereich 2 nach Eintreiben der Gase abgesiegelt und vorzugsweise abgetrennt werden kann. Bevorzugt weist das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 für dieses Ausgestaltung zusätzlich einen zweiten Reservebereich 3 auf, der seitlich an dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 angeordnet ist, so dass durch geeignete zweite Walzvorgänge sich eventuell in dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 befindende Gase in einen zweiten Gaseinschluss 5 in den zweiten Reservebereich 3 getrieben werden können, wobei der zweite Reservebereich 2 nach Eintreiben der Gase abgesiegelt und vorzugsweise abgetrennt werden kann.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines System zur Herstellung elektro- chemischer Zellen 1. Das Herstellungssystem 100 weist eine Walzvorrichtung 10 mit mindestens einer rollierenden Walze, vorzugsweise zwei Walzen 12, 12 und eine erste Zuführungsvorrichtung 15 auf, die zum Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 an die Walzvorrichtung 10 ausgestaltet und angeordnet ist. Besonders bevorzugt erfolgt der Transport des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 über eine Rollenbahn oder eine Schienenführung. Weiterhin weist das Herstellungssystem 100 eine erste Messvorrichtung 13, die zum Erfassen von Parameterdaten DPar. des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 ausgestaltet ist, und eine zweite Zuführungsvorrichtung 16 auf, die zum Zuführen des Vorproduktes der elektro- chemischen Zelle 1 an die erste Messvorrichtung 13 ausgestaltet und angeordnet ist. Weiterhin weist das Herstellungssystem 100 eine Steuereinheit 14 auf, an welche die erfassten Parameterdaten DPar. übermittelt werden. Darüber hinaus weist das Herstellungssystem 100 eine Absiegelvorrichtung 19 auf, die zum Absiegeln des ersten und/oder des zweiten Reservebereiches 2, 3 des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 angeordnet und ausgestaltet ist. Vorzugsweise weist das Herstellungssystem 100 eine Anladevorrichtung 17 zum Anladen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 , eine Alterungsvorrichtung 18 zum Altern des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 , eine dritte Messvorrichtung 13", die zum Erfassen von Parameterdaten DPar. des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 nach dem Alterungsvorgang angeordnet und ausgestaltet ist, sowie eine dritte Zuführungsvorrichtung 20, die zum Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 an die erste Messvorrichtung 13'ausgestaltet und angeordnet ist, eine vierte Zuführungsvorrichtung 21 , die zum Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 an die Alterungsvorrichtung 18 ausgestaltet und angeordnet ist, und eine fünfte Zuführungsvorrichtung 22 auf, die zum Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 an die dritte Messvorrichtung 13" ausgestaltet und angeordnet ist.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel. Bei diesem Herstellungsver- fahren wird in einem Schritt S4 das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 der Walzvorrichtung 10 zugeführt. Nachfolgend wird in einem Schritt S5 das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 mit vorzugsweise zwei rollierenden Walzen 11 , 12 gewalzt, wobei vorzugsweise das Herstellungsverfahren einen Schritt S5a umfasst, bei dem der an der Seite das Vorprodukt der elektro- chemischen Zelle 1 angeordnete erste Reservebereich 2 abgesiegelt wird. In einem Schritt S6 wird das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 der Mess- vorrichtung 13 zugeführt und in einem Schritt S7 werden die Parameterdaten Dpar. des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 erfasst, wobei in einem Schritt S8 die erfassten Parameterdaten DPar. der Steuereinheit 14 übermittelt und in einem Schritt S9 diese Parameterdaten DPar dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 zugewiesen werden. Mittels der Steuereinheit 14 wird in einem Schritt S10 bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. eine vorbestimmte Beziehung in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte WPar aufweisen.
Falls die Parameterdaten DPar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vor- bestimmten Parameterwerte WPar, WPar 1, WPar.2, WPar 3, WPar 4, WPart 5 aufweisen, wird für dieses Vorprodukt der elektrochemischen Zelle eine erste vorbestimmte Behandlung ausgewählt und durchgeführt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte WPar., WpaM , WPar 2, WPar.3, WPar 4, WPart.5 nicht aufweisen, kann für dieses Vorprodukt der elektrochemischen Zelle wahlweise eine zweite vorbestimmte Behandlung ausgewählt und durchgeführt werden. Wenn in dem Schritt S10 bestimmt wird, dass die Parameterdaten DPar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte WPar., WPar 1, WPar 2, WPar.3, WPar.4, WPart.5 aufweisen, wird in einem Schritt S11 a das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 nachfolgenden Fertigungsstationen zugeführt. Bevorzugt kann vor dem Schritt S4 in einem Schritt S3 ein Anladen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 durchgeführt werden, wobei besonders bevorzugt dem Schritt S3 ein Schritt S3a des Zuführens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 an eine zweite Messvorrichtung 13', ein Schritt S3b des Erfassens von Parameterdaten DPar. des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 , ein Schritt S3c des Übermitteins der Parameterdaten DPar. an eine zweite in den Figuren nicht dargestellte Steuereinheit, ein Schritt S3d des Zuweisens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 zu den Parameterdaten, ein Schritt S3e des Bestimmens mittels der zweiten Steuereinheit, ob für die Parameterdaten DPar. eine vorbestimmte Beziehung vorliegt, und ein Schritt S3f des Auswählens und Durchführens einer vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Schrittes S3e nachfolgen können.
Weiterhin kann bevorzugt vor dem Schritt S3 in einem Schritt S2 des Alterns des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 durchgeführt werden, wobei besonders bevorzugt dem Schritt S2 ein Schritt S2a des Zuführens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 an eine dritte Messvorrichtung 13", ein Schritt S2b des Erfassens von Parameterdaten DPar. des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 , ein Schritt S2c des Übermitteins der Parameterdaten DPar. an eine dritte in den Figuren nicht dargestellte Steuereinheit, ein Schritt S2d des Zuweisens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 zu den Parameterdaten, ein Schritt S2e des Bestimmens mittels der dritten Steuereinheit, ob für die Parameterdaten DPar eine vorbestimmte Beziehung vorliegt, und ein Schritt S2f des Auswählen und Durchführen einer Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Schrittes S2e nachfolgen.
Wenn in dem Schritt S10 bestimmt wird, dass die Parameterdaten D ar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte WPar., WPar 1, WPar.2l WPar 3, WPar.4> WPart.5 nicht aufweisen, kann nach einem weiteren in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 in einem Schritt S4' der Walzvorrichtung 10 zugeführt werden. Nachfolgend wird in einem Schritt S5' das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 mit vorzugsweise den zwei rollierenden Walzen 1 1 , 12 gewalzt, wobei vorzugsweise das Herstellungsverfahren einen Schritt S5a' umfasst, bei dem der an der Seite des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 angeordnete zweite Reservebereich 3 abgesiegelt wird. In einem Schritt S6' wird das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 der Messvorrichtung 13 zugeführt und in einem Schritt S7' werden die Parameterdaten DPar. des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 erfasst, wobei in einem Schritt S8' die erfassten Para- meterdaten DPar. der Steuereinheit 14 übermittelt und in einem Schritt S9' diese Parameterdaten DPar dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 zugewiesen werden. Mittels der Steuereinheit 14 wird in einem Schritt S10' bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. eine vorbestimmte Beziehung in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte WPar. aufweisen. Wenn in dem Schritt S10' bestimmt wird, dass die Parameterdaten DPar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte WPar., WPar 1, WPar.2, WPar 3, WPar 4, WPart.5 aufweisen, wird in einem Schritt S11a das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 nachfolgenden Fertigungsstationen zugeführt. Wenn in dem Schritt S10' bestimmt wird, dass die Parameterdaten DPar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte WPar., WPar 1, WPar.2, WPar.3, WPar 4, WPart.5 nicht aufweisen, wird das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 ausgesondert.
Fig. 5 zeigt eine Darstellung bevorzugter Schritte bei der Erfassung von Parameterdaten. Wie in der Fig. 5 gezeigt ist, kann der Schritt des Erfassens von Parameterdaten einen Schritt S7a des Erfassens einer Änderung des Innenwiderstandes des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle nach Anlegen eines Druckes, insbesondere auf Seitenflächen des Vorproduktes der vorzugsweise flach ausgestalteten elektrochemischen Zelle 1 und/oder einen Schritt S7b des Erfassens eines Innenwiderstandes des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 und/oder einen Schritt S7c des Erfassens einer Härte des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 und/oder einen Schritt S7d des Erfassens eines Innendruckes des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 und/oder einen Schritt S7e des Erfassens einer Ruhespannung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 und/oder einen Schritt S7f des Erfassens einer Kapazität des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 und/oder einen Schritt S7g des Erfassens innerer Strukturen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 mittels eines Röntgenverfahrens aufweisen.
Fig. 6 zeigt eine Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele für den Schritt S10 bei der Bestimmung, ob in Bezug auf die übermittelten Parameterdaten eine vorbestimmte Beziehung vorliegt. In einem Schritt S10a kann mittels der Steuereinheit 14 bestimmt werden, ob diese Parameterdaten DPar. vorbestimmte erste Parameterwerte WPar.i aufweisen. Falls die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten ersten Parameterwerte WPar.i aufweisen, wird für dieses Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 eine erste vorbestimmte Behandlung S1 1 a ausgewählt und durchgeführt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten ersten Parameterwerte WPar 1 nicht aufweisen, kann für dieses Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 eine zweite vorbestimmte Behandlung 1 1 b ausgewählt und durchgeführt werden.
In einem Schritt S10b kann mittels der Steuereinheit 14 bestimmt werden, ob diese Parameterdaten DPar vorbestimmte zweite Parameterwerte WPar.2 nicht aufweisen. Falls die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten zweiten Parameterwerte WPar.2 nicht aufweisen, wird für dieses Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 eine erste vorbestimmte Behandlung S1 1 a ausgewählt und durchgeführt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten zweiten Parameterwerte WPar.2 aufweisen, kann für dieses Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 eine zweite vorbestimmte Behandlung S1 1 b ausgewählt und durchgeführt werden.
In einem Schritt S10c kann mittels der Steuereinheit 14 bestimmt werden, ob diese Parameterdaten DPar vorbestimmte dritte Parameterwerte WPar 3 überschreiten. Falls die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten dritten Parameterwerte WPar.3 überschreiten, wird für dieses Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 eine erste vorbestimmte Behandlung S1 1a ausgewählt und durchgeführt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten dritten Parameterwerte Wpar.3 nicht überschreiten, kann für dieses Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 eine zweite vorbestimmte Behandlung S1 1 b ausgewählt und durchgeführt werden.
In einem Schritt S10d kann mittels der Steuereinheit 14 bestimmt werden, ob diese Parameterdaten DPar. vorbestimmte vierte Parameterwerte WPar.4 überschreiten. Falls die Parameterdaten Dpar. die vorbestimmten vierten Parameterwerte Wpar.4 unterschreiten, wird für dieses Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 eine erste vorbestimmte Behandlung S1 1a ausgewählt und durchgeführt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmten vierten Parameterwerte WPar 4 nicht unterschreiten, kann für dieses Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 eine zweite vorbestimmte Behandlung S1 1 b ausgewählt und durchgeführt werden. In einem Schritt S10e kann mittels der Steuereinheit 14 bestimmt werden, ob diese Parameterdaten DPar sich innerhalb eines vorbestimmten Parameterbereiches um einen vorbestimmten fünften Parameterwert Wpar.5 befinden. Falls die Parameterdaten DPar. sich innerhalb des vorbestimmten Parameterbereiches um den vorbestimmten fünften Parameterwert Wpar 5 befinden, wird für dieses Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 eine erste vorbestimmte Behandlung S11 a ausgewählt und durchgeführt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar sich nicht innerhalb des vorbestimmten Parameterbereiches um den vorbestimmten fünften Parameterwert WPar 5 befinden, kann für dieses Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 eine zweite vorbestimmte Behandlung S1 1 b ausge- wählt und durchgeführt werden.
Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Teilabschnitts des Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen 1 im Anschluss an Fig. 3 für ein weiteres Ausführungsbeispiel. Wie in der Beschreibung zu Fig. 3 ausgeführt wurde, wird für das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 eine erste vorbestimmte Behandlung ausgewählt und durchgeführt, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte WPar., WPar.i , WPar.2, Wpar.3. Wpar.4. Wpart.5 aufweisen, und kann für das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 wahlweise eine zweite vorbestimmte Behandlung ausgewählt und durchgeführt werden, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte Wpar., Wpar.i , Wpar.2. WPar 3, WPar.4, Wpart.5 nicht aufweisen. Für das in der Fig. 7 gezeigte Ausführungsbeispiel weist das die zweite vorbestimmte Behandlung einen Schritt S34 des Durchführens eines Reparaturladen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 und einen nachfolgenden Schritt S35 des Walzens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 auf bevor - wie in der Fig. 7 gezeigt - die Schritte der ersten vorbestimmten Behandlung nachfolgen. Die ersten vorbestimmte Behandlung weist einen Schritt S12 des Zuführens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 an eine Anladevorrichtung, einen Schritt S13 des Durchführen eines zweiten Anladens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 , einen Schritt S14 des Zuführens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 an eine Walzvorrichtung und einen Schritt S15 des Walzens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 auf. Bevorzugt wird in dem Schritt S13 das Anladen auf einen Bereich von 45 bis 50 %, vorzugsweise 47 % der Nennkapazität durchgeführt. Weiterhin bevorzugt wird in dem Schritt S13 das Anladen mit einer Spannung von 3,65 V durchgeführt.
Weiterhin weist das Herstellungsverfahren bevorzugt für einen in der Fig. 7 mit A bezeichneten Abschnitt Schritte auf, die in der Fig. 8 beschreiben werden.
Bevorzugt weist das Herstellungsverfahren einen Schritt S22 des Zuführens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 an eine Alterungsvorrichtung, einen Schritt S23 des Durchführens eines zweiten Alterns des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 , einen Schritt S24 des Zuführens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 an eine Walzvorrichtung und einen Schritt S25 des Walzens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 auf.
Weiterhin weist das Herstellungsverfahren bevorzugt für einen in der Fig. 7 mit B bezeichneten Abschnitt Schritte auf, die in der Fig. 9 beschreiben werden. Bevorzugt weist das Herstellungsverfahren einen Schritt S22 des Durchführens einer Formierbehandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 , der in Fig. 10 beschrieben wird.
Fig. 8 zeigt eine Darstellung des mit A bezeichneten Abschnittes aus dem in Fig. 7 gezeigten Ablaufdiagramm. Bevorzugt wird in einem Schritt S16 das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle einer Messvorrichtung, die gleich der Messvorrichtung 13 aus dem Schritt S6 sein kann oder auch eine zusätzliche Messvorrichtung in der Fertigungslinie sein kann, zugeführt und in einem Schritt S17 werden die Parameterdaten DPar. des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 erfasst, wobei in einem Schritt S18 die erfassten Parameterdaten DPar. einer Steuereinheit, die gleich der Steuereinheit 14 aus dem Schritt S8 sein kann oder auch eine zusätzliche Steuereinheit in der Fertigungslinie sein kann, übermittelt und in einem Schritt S19 diese Parameterdaten DPar dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 zugewiesen werden. Mittels der Steuereinheit wird in einem Schritt S20 bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. eine vorbestimmte Beziehung in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte WPar. aufweisen. Falls die Parameterdaten DPar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte WPar., WPar 1 , WPar.2, WPar 3, WPar 4, WPart.5 aufweisen, wird für das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle in einen Schritt S21a eine siebte vorbestimmte Behandlung ausgewählt und durchgeführt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte WPar., WPar 1, WPar 2, WPar 3, WPar 4, Wpart.5 nicht aufweisen, kann in einem Schritt S21 b für das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle wahlweise eine achte vorbestimmte Behandlung aus- gewählt und durchgeführt werden.
Fig. 9 zeigt eine Darstellung des mit B bezeichneten Abschnittes aus dem in Fig. 7 gezeigten Ablaufdiagramm. Bevorzugt wird In einem Schritt S26 das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle einer Messvorrichtung, die gleich der Messvorrichtung 13 aus dem Schritt S6 sein kann oder auch gleich der Mess- Vorrichtung aus dem Schritt S16 sein kann oder auch eine zusätzliche Mess- Vorrichtung in der Fertigungslinie sein kann, zugeführt und in einem Schritt S27 werden die Parameterdaten Dpar. des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 erfasst, wobei in einem Schritt S28 die erfassten Parameterdaten Dpar einer Steuereinheit, die gleich der Steuereinheit 14 aus dem Schritt S8 sein kann oder gleich der Steuereinheit aus dem Schritt S18 sein kann oder auch eine zusätzliche Steuereinheit in der Fertigungslinie sein kann, übermittelt und in einem Schritt S29 diese Parameterdaten DPar dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 zugewiesen werden. Mittels der Steuereinheit wird in einem Schritt S30 bestimmt, ob diese Parameterdaten DPar. eine vorbestimmte Beziehung in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte Wpar. aufweisen. Falls die Parameterdaten Dpar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte Wpar., WPar 1, Wpar.2, WPar.3, WPar.4, WPart.5 aufweisen, wird für das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle 1 in einen Schritt S31a eine neunte vorbestimmte Behandlung ausgewählt und durchgeführt. Anderenfalls, wenn die Parameterdaten DPar. die vorbestimmte Beziehung in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte WPar, WPar 1, Wpar.2, WPar.3, WPar 4, WPart.5 nicht aufweisen, kann in einem Schritt S31b für das Vorprodukt der elektrochemischen Zelle wahlweise eine zehnte vorbestimmte Behandlung ausgewählt und durchgeführt werden. Nach Fig. 10 weist nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der in der Fig. 7 gezeigte Schritt des Durchführens einer Formierbehandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle die Schritte S33a bis S33i auf. In einem Schritt S33a wird ein erstes Formieren des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 , vorzugsweise in einem Bereich von 25 bis 40 % der Nennkapazität und in einem Schritt S33b eine erste optische Inspektion des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 durchgeführt. In einem Schritt S33c wird das Ergebnis der ersten optischen Inspektion mit einer ersten vorbestimmten Formierungsbeziehung verglichen. Wenn in dem Schritt S33c das Ergebnis der ersten optischen Inspektion nicht die erste vorbestimmte Formierungsbeziehung erfüllt, wird ein Schritt S34d des Walzens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 eingefügt, bevor mit dem Schritt S34e fortgefahren wird. Anderenfalls wenn in dem Schritt S33c das Ergebnis der ersten optischen Inspektion die erste vorbestimmte Formierungsbeziehung erfüllt, wird mit dem Schritt S33e des Durchführens eines zweiten Formierens, vorzugsweise in einem Bereich von 75 bis 90 % der Nennkapazität fortgefahren. Anschließend wird einem Schritt S33f eine zweite optische Inspektion des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 durchgeführt. In einem Schritt S33g wird das Ergebnis der zweiten optischen Inspektion mit einer zweiten vorbestimmten Formierungsbeziehung verglichen. Wenn in dem Schritt S33g das Ergebnis der zweiten optischen Inspektion die zweite vorbestimmte Formierungsbeziehung nicht erfüllt, wird ein Schritt S34h des Walzens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle 1 eingefügt, bevor mit dem Schritt S34i fortgefahren wird. Anderenfalls wenn in dem Schritt S33g das Ergebnis der zweiten optischen Inspektion die zweite vorbestimmte Formierungsbeziehung erfüllt, wird mit dem Schritt S33i des Durchführens eines dritten Formierens auf 100 % der Nennkapazität fortgefahren. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Batterie, welche diese elektrochemischen Zellen aufweist, insbesondere eine zur Anwendung in einem Kraftfahrzeug ausgestaltete Batterie, welche diese elektrochemischen Zellen aufweist.
Bezugszeichenliste
1 Vorprodukt einer elektrochemischen Zelle
2 erster Reservebereich des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
3 zweiter Reservebereich des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
4 Gaseinschluss im erstem Reservebereich
5 Gaseinschluss im zweiten Reservebereich
6 Zellenverpackung
7 aktiver Bereich
8 erster Stromableiter
9 zweiter Stromableiter
10 Walzvorrichtung
11 erste Walze
12 zweite Walze
13 erste Messvorrichtung
13' zweite Messvorrichtung
13" dritte Messvorrichtung
14 Steuereinheit
15 erste Zuführungsvorrichtung
16 zweite Zuführungsvorrichtung
17 Anladevorrichtung
18 Alterungsvorrichtung
19 Absiegelvorrichtung
20 dritte Zuführungsvorrichtung
21 vierte Zuführungsvorrichtung
22 fünfte Zuführungsvorrichtung
23 sechste Zuführungsvorrichtung
S1 Aufbringen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle auf einen Werkstückträger 52.1 Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Alterungsvorrichtung
52.2 Durchführen eines erstes Alterns des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S2a Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine dritte Messvorrichtung
S2b Erfassen von Parameterdaten des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S2c Übermitteln der Parameterdaten an eine dritte Steuereinheit
S2d Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zu den Parameterdaten
S2e Bestimmen mittels der dritten Steuereinheit, ob für die Parameterdaten eine vorbestimmte Beziehung vorliegt
S2f Auswählen und Durchführen einer fünften vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S2g Auswählen und Durchführen einer fünften vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S3.1 Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Anlade- vorrichtung
S3.2 Durchführen eines erstes Anladens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S3a Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine zweite Messvorrichtung,
S3b Erfassen von Parameterdaten des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S3c Übermitteln der Parameterdaten an eine zweite Steuereinheit
S3d Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zu den Parameterdaten
S3e Bestimmen mittels der zweiten Steuereinheit, ob für die Parameterdaten eine vorbestimmte Beziehung vorliegt
S3f Auswählen und Durchführen einer vorbestimmten dritten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle S3g Auswählen und Durchführen einer vorbestimmten vierten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S4 Zuführen der elektrochemischen Zelle des Vorproduktes an eine Walzvorrichtung
S5 Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle mit rollierenden Walzen
S5a Absiegeln eines an dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle seitlich angeordneten ersten Reservebereiches
56 Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine ess- Vorrichtung
57 Erfassen von Parameterdaten des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S7a Erfassen einer Änderung des Innenwiderstandes des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S7b Erfassen eines Innenwiderstandes des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S7c Erfassen einer Härte des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle S7d Erfassen eines Innendruckes des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S7e Erfassen einer Ruhespannung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S7f Erfassen einer Kapazität des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle S7g Erfassen innerer Strukturen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S8 Übermitteln der Parameterdaten an eine Steuereinheit
S9 Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zu den Parameterdaten
S10 Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob eine vorbestimmte Beziehung vorliegt
S10a Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte erste Parameterwerte aufweisen S10b Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte zweite
Parameterwerte nicht aufweisen
S10c Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte dritte
Parameterwerte überschreiten
S10d Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten vorbestimmte vierte
Parameterwerte unterschreiten
S10e Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten sich innerhalb eines vorbestimmten Parameterwertebereiches um einen vorbestimmten fünften
Parameterwert befinden
S11a Auswählen und Durchführen einer vorbestimmten ersten Behandlung des
Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S11 b Auswählen und Durchführen einer vorbestimmten zweiten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
512 Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Anlade- Vorrichtung
513 Durchführen eines zweiten Anladens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
51 Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Walzvorrichtung
S15 Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
516 Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Messvorrichtung
517 Erfassen von Parameterdaten des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S18 Übermitteln der Parameterdaten an eine Steuereinheit
519 Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zu den Parameterdaten
520 Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob eine vorbestimmte Beziehung vorliegt
S21 a Auswählen und Durchführen einer siebten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle S21 b Auswählen und Durchführen einer achten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S22 Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine
Alterungsvorrichtung
S23 Durchführen eines zweiten Alterns des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
524 Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Walzvorrichtung
525 Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S26 Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Messvorrichtung
527 Erfassen von Parameterdaten des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
528 Übermitteln der Parameterdaten an eine Steuereinheit
S29 Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle zu den Parameterdaten
S30 Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob für die Parameterdaten eine vorbestimmte Beziehung vorliegt
S31 a Auswählen und Durchführen einer neunten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S31 b Auswählen und Durchführen einer zehnten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S32 Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle an eine Formierungsvorrichtung
S33 Durchführen einer Formierbehandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S33a Durchführen eines ersten Formierens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S33b Durchführen einer ersten optischen Inspektion des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S33c Bestimmen, ob das Ergebnis der ersten optischen Inspektion eine erste vorbestimmte Formierungsbeziehung erfüllt S33d Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S33e Durchführen eines zweiten Formierens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S33f Durchführen einer zweiten optischen Inspektion des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S33g Bestimmen, ob das Ergebnis der zweiten optischen Inspektion eine zweite vorbestimmte Formierungsbeziehung erfüllt
S33h Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
S33i Durchführen eines dritten Formierens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle
534 Durchführen eines Reparaturladens der elektrochemischen Zelle des Vorproduktes
535 Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle

Claims

Patentansprüche
1. Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1 ) für eine Batterie, insbesondere für eine zur Anwendung in Kraftfahrzeugen ausgestaltete Batterie, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellungsverfahren die Schritte aufweist:
Zuführen eines Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) eine Walzvorrichtung (10),
Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) mit rollierenden Walzen (1 1 , 12), vorzugsweise Walzen des
Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) in Richtung eines an der elektrochemischen Zelle (1 ) seitlich angeordneten ersten Reservebereiches (2) und vorzugsweise (S5a) Absiegeln des an der elektrochemischen Zelle (1 ) seitlich angeordneten ersten Reservebereiches (2),
Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) an eine erste Messvorrichtung (13),
(S7) Erfassen von Parameterdaten (DPar ) des Vorproduktes der
elektrochemischen Zelle (1 ) zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung für das Vorprodukt der elektro- chemischen Zelle (1 ),
Übermitteln der Parameterdaten (DPar.) an eine Steuereinheit (14),
(S9) Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) zu den Parameterdaten (DPar ), vorzugsweise Abspeichern der Parameterdaten (Dpar.) zu dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle (1), (S10) Bestimmen mittels der Steuereinheit (14), ob für das den Parameterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemische Zelle (1) eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte (WPar., WPar 1, WPar 2, Wpar.3, W ar.4, WPa(,.ä) vorliegt,
(S1 1a) Durchführen einer ersten vorbestimmten Behandlung des
Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1), wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar., WPar 1,
par.2, Wpar.3. WPar 4, WPart.5) bestimmt worden ist, und
vorzugsweise
(S11 b) Durchführen einer zweiten vorbestimmten Behandlung des
Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ), wenn ein NichtVorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar., Wpar.1 , Wpar.2. Wpar.3, WPar 4, WPart 5) bestimmt worden ist.
Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S7) des Erfassens von Parameterdaten (DPar.) mindestens einen der folgenden Erfassungsschritte aufweist:
(S7a) Erfassen einer Änderung des Innenwiderstandes des
Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) nach Anlegen eines Druckes, insbesondere Erfassen einer Änderung des Innenwiderstandes nach Anlegen eines Druckes auf Seitenflächen der vorzugsweise flach ausgestalteten elektrochemischen Zelle (1 ),
(S7b) Erfassen eines Innenwiderstandes des Vorproduktes der
elektrochemischen Zelle (1 ), (S7c) Erfassen einer Härte des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1),
(S7d) Erfassen eines Innendruckes des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1),
(S7e) Erfassen einer Ruhespannung des Vorproduktes der
elektrochemischen Zelle (1),
(S7f) Erfassen einer Kapazität des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) oder
(S7g) Erfassen innerer Strukturen des Vorproduktes der
elektrochemischen Zelle (1 ) mittels eines Röntgenverfahrens.
3. Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S10) des Bestimmens mittels der Steuereinheit mindestens einen der folgenden Bestimmungsschritte aufweist:
(S10a) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) vorbestimmte erste Parameterwerte (WSwt.i) aufweisen,
(S10b) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) vorbestimmte zweite Parameterwerte (Wswt.2) nicht aufweisen,
(S10c) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) vorbestimmte dritte Parameterwerte (WSwt.3) überschreiten,
(S10d) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) vorbestimmte vierte Parameterwerte (Wswt.- unterschreiten oder (S10e) Bestimmen, ob die übermittelten Parameterdaten (DPar.) sich innerhalb eines vorbestimmten Parameterwertebereiches um einen vorbestimmten fünften Parameterwert (WSwt.s) befinden.
Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S11 b) des Durchführens der zweiten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) bei Nicht- Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar., WPar.i, WPar 2, WPar 3> WPar 4, WPart.5) aufweist:
(S4') Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) an die Walzvorrichtung (10),
(S5') Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) mit rollierenden Walzen (1 1 , 12), vorzugsweise Walzen des
Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) in Richtung eines an der elektrochemischen Zelle (1 ) seitlich angeordneten zweiten Reservebereiches (3) und vorzugsweise (S5a') Absiegeln des an der elektrochemischen Zelle (1) seitlich angeordneten zweiten Reservebereiches (3),
(S6') Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) an eine ess Vorrichtung (13),
(S7') Erfassen von Parameterdaten (DPar ) des Vorproduktes der
elektrochemischen Zelle (1) zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung für die elektrochemische Zelle (1 ),
(S81) Übermitteln der Parameterdaten (DPar.) an eine Steuereinheit
(14), (S9') Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) zu den Parameterdaten (DPar .), vorzugsweise Abspeichern der Parameterdaten (Dpar.) zu der elektrochemischen Zelle (1),
(S10') Bestimmen mittels der Steuereinheit (14), ob für das den Parameterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemischen Zelle (1 ) eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten
(Dpar.) in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte (Wpar., Wpar 1, WPar.2, Wpar.3, WPar.4- Wpan.s) vorliegt, und
(S1 1 a') Weiterführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) an nachfolgende Fertigungsstationen, wenn in dem Schritt (S10') ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (Dpar.) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar., Wpar.-i , Wpar.2- Wpar.3. WPar.4, WPart.5) bestimmt worden ist, und vorzugsweise
(S1 1 b') Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) an eine Reparaturstation, wenn in dem Schritt (S10') ein NichtVorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (DPar ) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar., Wpar.i , Wpar.2, Wpar3, WPar.4, Wpart.5) bestimmt worden ist.
Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt (S4) des Zuführens der elektrochemischen Zelle (1) an die Walzvorrichtung (10) das Herstellungsverfahren folgende Schritte aufweist:
(S3.1) Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) an eine Anladevorrichtung (17) und Durchführen eines erstes Anladens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ).
Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellungsverfahren nach dem Schritt (S3.2) des Durchführens eines ersten Anladens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) folgende Schritte aufweist:
(S3a) Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) an eine zweite Messvorrichtung (13'),
(S3b) Erfassen von Parameterdaten (DPar ) des Vorproduktes der
elektrochemischen Zelle (1 ) zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ),
(S3c) Übermitteln der Parameterdaten (DPar.) an eine zweite Steuereinheit,
(S3d) Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) zu den Parameterdaten (DPar.), vorzugsweise Abspeichern der Parameterdaten (Dpar.) zu der elektrochemischen Zelle (1),
(S3e) Bestimmen mittels der zweiten Steuereinheit, ob für das den Parameterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemischen Zelle (1 ) eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte (Wpar., WPar 1, WPar.2. Wpar.3, WPar.4, WPart 5) vorliegt, und
(S3f) Durchführen einer dritten vorbestimmten Behandlung des
Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ), wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (DPar ) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar, WPar 1, par.2, Wpar.3, Wpar.4, part.5) bestimmt worden ist, und
vorzugsweise
(S3g) Durchführen einer vierten vorbestimmten Behandlung des
Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ), wenn ein Nicht¬
Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (Dpar.) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar., Wpar.1 , Wpar.2- WPar.3, WPar.4, WPart.5) bestimmt worden ist.
Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor den Schritten (S3.1 , S3.2) des Zuführen der elektrochemischen Zelle (1 ) an eine Anladevorrichtung und des Durchführen eines ersten Anladens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) das Herstellungsverfahren folgende Schritte aufweist:
(52.1) Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) an eine Alterungsvorrichtung (18) und
(52.2) Durchführen eines erstes Alterns des Vorproduktes der
elektrochemischen Zelle (1 ), insbesondere Temperns der elektrochemischen Zelle (1 ).
Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellungsverfahren nach dem Schritt (S2.2) des Durchführens eines Alterns des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) folgende Schritte aufweist:
(S2a) Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 )
eine dritte Messvorrichtung(13"), (S2b) Erfassen von Parameterdaten (DPar.) des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung für die elektrochemische Zelle (1 ),
(S2c) Übermitteln der Parameterdaten (DPar.) an eine dritte Steuereinheit,
(S2d) Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) zu den Parameterdaten (DPar ), vorzugsweise Abspeichern der Parameterdaten (Dpar.) zu der elektrochemischen Zelle (1),
(S2e) Bestimmen mittels der dritten Steuereinheit, ob für das den Parameterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemischen Zelle (1 ) eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte (WPar., WPar , Wpar.2, WPar.3, Wpar.4, Wpart.s) vorliegt, und
(S2f) Durchführen einer fünften vorbestimmten Behandlung des
Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ), wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (DPar ) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar, WPar.i , par.2, Wpar.3, WPar 4, Wpart 5) bestimmt worden ist, und vorzugsweise
(2g) Durchführen einer sechsten vorbestimmten Behandlung des
Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ), wenn ein NichtVorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten
( par.) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar., Wpar.1 , Wpar.2, WPar.3, Wpar.4, Wpart.5) bestimmt worden ist.
Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellungsverfahren vor dem Schritt (S2.1) des Zuführens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) an eine Alterungsvorrichtung (18) folgenden Schritt aufweist:
(S1 ) Aufbringen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) auf einen Werkstückträger.
Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S11a) des Durchführens der ersten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) aufweist:
(512) Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) an eine Anladevorrichtung,
(513) Durchführen eines zweiten Anladens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ),
(514) Zuführen der elektrochemischen Zelle (1) des Vorproduktes an eine Walzvorrichtung,
(515) Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ),
(516) Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) an eine essvorrichtung,
(517) Erfassen von Parameterdaten (DPar.) des Vorproduktes der
elektrochemischen Zelle (1 ) zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1),
(S18) Übermitteln der Parameterdaten (DPar.) an eine Steuereinheit, (S19) Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) zu den Parameterdaten (Dpar.), vorzugsweise Abspeichern der Parameterdaten (Dpar.) zu der elektrochemischen Zelle (1),
(S20) Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob für das den Para- meterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemische Zelle
(1 ) eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte (WPar., WPar.i , Wpar.2,
Wpar.3- par.4, WPart.5) Vorliegt,
(S21a) Durchführen einer siebten vorbestimmten Behandlung des
Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ), wenn ein
Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (Dpar.) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar., Wpar.1 , Wpar.2, WPar.3, WPar.4, WPart.5) bestimmt worden ist, und vorzugsweise (S21 b) Durchführen einer achten vorbestimmten Behandlung des
Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ), wenn ein NichtVorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (Dpar ) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar., Wpar.1 , Wpar.2, Wpar.3. WPar.4, WPart.5) bestimmt worden ist.
11. Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S21a) des Durchführens der siebten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) aufweist:
(S22) Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) an eine Alterungsvorrichtung, (523) Durchführen eines zweiten Alterns des Vorproduktes der elektro chemischen Zelle (1 ),
(524) Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) an eine Walzvorrichtung,
(525) Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ),
(526) Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) an eine Messvorrichtung,
(527) Erfassen von Parameterdaten (DPar.) des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ),
(528) Übermitteln der Parameterdaten (DPar.) an eine Steuereinheit,
(529) Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) zu den Parameterdaten (DPar .), vorzugsweise Abspeichern der Para meterdaten (DPar.) zu der elektrochemischen Zelle (1 ),
(530) Bestimmen mittels der Steuereinheit, ob für das den Parameterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemischen Zelle (1 ) eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten (DPar ) in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte (WPar, WPar 1, WPar.2, Wpar.3, WPar 4, WPart 5) vorliegt,
(S31 a) Durchführen einer neunten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1), wenn ein
Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (Dpar.) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar , Wpar.1 , Wpar.2, WPar.3, WPar 4, Wpart.5) bestimmt worden ist, und vorzugsweise
(S31 b) Durchführen einer zehnten vorbestimmten Behandlung des
Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1), wenn ein NichtVorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (Dpar.) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (WPar., Wpar.-i , Wpar.2, WPar 3, WPar , WPart.5) bestimmt worden ist.
Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1 ) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S31a) des Durchführens der neunten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) aufweist:
(532) Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) an eine Formierungsvorrichtung und
(533) Durchführen einer Formierbehandlung des Vorproduktes der
elektrochemischen Zelle (1).
Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (S33) des Durchführens einer Formierbehandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) aufweist:
(S33a) Durchführen eines ersten Formierens des Vorproduktes der
elektrochemischen Zelle (1 ) in einem Bereich von 25 bis 40 % der Nennkapazität,
(S33d) Durchführen eines zweiten Formierens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) in einem Bereich von 75 bis 90 % der Nennkapazität und (S33g) Durchführen eines dritten Formierens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) auf 100 % der Nennkapazität.
14. Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1 ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellungsverfahren nach dem Schritt (S33a) des ersten Formierens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) aufweist:
(S33b) Durchführen einer ersten optischen Inspektion des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) und
(S33c) Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der ersten optischen Inspektion.
15. Herstellungsverfahren elektrochemischer Zellen (1 ) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellungsverfahren nach dem Schritt (S33d) des zweiten Formierens des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) aufweist: (S33e) Durchführen einer zweiten optischen Inspektion des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) und
(S33f) Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der zweiten optischen
Inspektion. 16. System zur Herstellung elektrochemischer Zellen (1 ) gemäß einem Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 aufweisend: eine Walzvorrichtung (10) mit mindestens einer, vorzugsweise zwei rollierenden Walzen (1 1 , 12) angeordnet und ausgestaltet zum Walzen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) und ins- besondere zum Ab- oder Ausrollen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1), ein erste Zuführungsvorrichtung (15) ausgestaltet zum Zuführen des Vorproduktes der elektrochemische Zelle (1) an die Walzvorrichtung (10), ein erste Messvorrichtung (13) ausgestaltet zum Erfassen von Parameterdaten (Dpar.) des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) zur Bestimmung mindestens einer nachfolgenden Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ),
- eine zweite Zuführungsvorrichtung (16) ausgestaltet zum Zuführen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) an die
Messvorrichtung (13),
- eine Steuereinheit (14), an welche die erfassten Parameterdaten (Dpar.) des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) übermittelt werden und welche ausgestaltet ist, ein Zuweisen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1) zu den Parameterdaten (Dpar ), vorzugsweise ein Abspeichern der Parameterdaten (DPar.) zu dem Vorprodukt der elektrochemischen Zelle (1) durchzuführen, wobei die Steuereinheit (14) weiterhin ausgestaltet ist, zu bestimmen, ob für das den Parameterdaten zugewiesene Vorprodukt der elektrochemischen Zelle (1 ) eine vorbestimmte Beziehung der Parameterdaten (Dpar.) in Bezug auf vorbestimmte Parameterwerte (WPar., Wpan , Wpar.2. Wpar.3. par.4. Wpart.5) vorliegt, und eine Durchführung einer ersten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) anzuweisen, wenn ein Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (DPar.) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (Wpar., Wpar.1 , Wpar.2. WPar.3, W" Par.4, WPart.5) bestimmt worden ist, und vorzugsweise eine Durchführung einer zweiten vorbestimmten Behandlung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) anzuweisen, wenn ein Nicht-Vorliegen der vorbestimmten Beziehung der Parameterdaten (DPar ) in Bezug auf die vorbestimmten Parameterwerte (Wpar., Wpar.1 , WPar.2, WPar.3, Wpar. . WPart.5) bestimmt worden ist.
System zur Herstellung elektrochemischer Zellen (1 ) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (13) zu Erfassung mindestens eines der folgenden Parameter ausgestaltet ist:
- Änderung des Innenwiderstandes des Vorproduktes der
elektrochemischen Zelle (1 ) nach Anlegen eines Druckes, insbesondere Änderung des Innenwiderstandes nach Anlegen eines Druckes auf Seitenflächen des vorzugsweise flach ausgestalteten Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ),
Innenwiderstand des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ),
Härte des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ),
Innendruck des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ),
Ruhespannung des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ),
Kapazität des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) oder innere Strukturen des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ).
18. System zur Herstellung elektrochemischer Zellen (1 ) nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch mindestens einer der folgenden Vorrichtungen: eine Anladevorrichtung (17) ausgestaltet zum Anladen des
Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ) und/oder eine Alterungsvorrichtung (18) ausgestaltet zum Altern des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ), insbesondere eine Tempervorrichtung ausgestaltet zum Tempern des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ).
System zur Herstellung elektrochemischer Zellen (1 ) nach einem der Ansprüche 16 bis 18, gekennzeichnet durch:
- eine Absiegelvorrichtung (19) ausgestaltet zum Absiegeln eines
ersten und/oder eines zweiten Reservebereiches (2, 3) des Vorproduktes der elektrochemischen Zelle (1 ).
20. Batterie mit einer Anzahl elektrochemischer Zellen, die gemäß einem der Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und/oder gemäß einem System zur Herstellung elektrochemischer Zellen nach einem der Ansprüche 16 bis 19 hergestellt worden sind.
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